[發明專利]具有硅化鎳接觸區的半導體結構及形成方法

有效

• 申請號: 201110276571.4
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN103000528A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 禹國賓
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L29/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的半導體襯底內形成離子摻雜區；

在所述離子摻雜區內形成凹槽，所述凹槽伸入到柵極結構下方；

在所述凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面形成二硅化鎳層；

在所述凹槽內形成外延層，利用所述外延層形成硅化鎳接觸區。

2.如權利要求1所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，形成所述二硅化鎳層的方法為：在所述凹槽內形成二硅化鎳材料層，利用干法刻蝕除去未被柵極結構遮擋的二硅化鎳材料層，在所述凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面形成二硅化鎳層。

3.如權利要求2所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，形成所述二硅化鎳材料層的工藝包括：在所述凹槽內的半導體襯底表面沉積第一鎳金屬層，利用退火工藝形成二硅化鎳材料層。

4.如權利要求3所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述退火工藝為均溫退火或尖峰退火。

5.如權利要求4所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述均溫退火溫度范圍為400℃～600℃。

6.如權利要求3所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述退火工藝的氣體為氮氣。

7.如權利要求3所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述第一鎳金屬層的厚度范圍為

8.如權利要求3所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，沉積所述第一鎳金屬層時的氣體為氮氣和氬氣的混合氣體。

9.如權利要求8所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述氮氣占所述混合氣體的摩爾比的范圍為1％～10％。

10.如權利要求8所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述混合氣體的氣流量范圍為5sccm/s～50sccm/s。

11.如權利要求1所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，形成所述凹槽的工藝為濕法刻蝕。

12.如權利要求1所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述凹槽的深度為

13.如權利要求1所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，所述外延層的厚度為

14.如權利要求1所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，還包括，在形成所述凹槽前，在所述半導體襯底、柵極結構表面形成暴露出所述離子摻雜區表面的硬掩膜層。

15.如權利要求1所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，形成所述硅化鎳接觸區的方法包括：在所述外延層表面形成第二鎳金屬層，在所述第二鎳金屬層表面形成氮化鈦層，經過第一退火工藝后，除去未反應的第二鎳金屬層和氮化鈦層，再進行第二退火工藝，形成硅化鎳接觸區。

16.如權利要求1所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，還包括，在形成硅化鎳接觸區的同時，在所述柵極結構表面形成柵極硅化鎳接觸區。

17.如權利要求16所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，還包括：在形成所述硅化鎳接觸區和柵極硅化鎳接觸區后，在所述半導體襯底、柵極結構表面形成介質層，平坦化所述介質層表面，在所述介質層內形成貫穿所述介質層的導電插塞，所述導電插塞的底部與所述硅化鎳接觸區、柵極硅化鎳接觸區電連接。

18.一種具有硅化鎳接觸區的半導體結構，其特征在于，包括：

半導體襯底，位于所述半導體襯底表面的柵極結構，位于所述柵極結構兩側的半導體襯底內的離子摻雜區；

位于所述離子摻雜區表面的硅化鎳接觸區，位于所述硅化鎳接觸區和柵極結構下方溝道區之間的二硅化鎳層，所述二硅化鎳層位于柵極結構下方。

19.如權利要求18所述的具有硅化鎳接觸區的半導體結構，其特征在于，還包括：位于所述柵極結構表面的柵極硅化鎳接觸區，位于所述半導體襯底和柵極結構表面的介質層，位于所述介質層內且貫穿所述介質層的導電插塞，所述導電插塞的底部與所述硅化鎳接觸區、柵極硅化鎳接觸區電連接。